中国地面沉降的分布
上世纪60年代初,中国地面沉降的城市主要是上海和天津。到80年代初,已扩散到北京、Xi安、常州、无锡、苏州、嘉兴、杭州、宁波、太原和河北平原的一些中小城市。目前,全国17个省(市、区)中已有55个城市发生地面沉降,总面积超过6.5×104km2。
(一)长江三角洲平原地面沉降
长江三角洲平原是中国地面沉降最典型的地区之一。上海是中国地面沉降最早、影响最大、危害最严重的城市。20世纪80年代以来,江苏苏锡常地区、扬州泰州南通地区、浙江杭嘉湖地区、宁波绍兴地区相继发生地面沉降灾害。20世纪90年代末,苏锡常、杭嘉湖、上海的累计沉降量已达1/3,面积近1万km2,区域内有相互连接的趋势。以上海市区、江苏苏锡常地区、浙江嘉兴市为代表的沉降中心最大沉降分别达到了2.63m、2.80m、0.82m。
20世纪60年代初,上海开始建立地面沉降监测网,采取多种措施防治地面沉降,有效地控制了地面沉降。自20世纪90年代以来,由于大规模的城市建设、高层建筑的荷载以及城区周边地下水的日益开采,中心城区地面处于加速沉降的新阶段。
在苏锡常地区,虽然近年来禁止开采地下水,但大部分地区地下水位已经开始上升,但沉降速率仍达到20 ~ 40 mm/a,部分乡镇甚至达到80 ~ 120 mm/a,1990以后,苏锡常地区由于地面不均匀沉降而产生地裂缝。目前已发现地裂缝20余条,大面积形成了长几公里、宽几十米的地裂缝带。地裂缝带差异沉降持续发展,仍处于高发期。
杭嘉湖平原地面沉降已发展到区域水平,形成多个沉降中心。截止2000年,嘉兴沉降中心累计沉降达到827.6mm,1.996,5438+0 ~ 2000年,平均沉降速率为23mm/a,2000年沉降速率为1.4mm/a,说明其沉降速率有减缓趋势。近年来,由于地下水严重超采,浙江沿海城市地面沉降发展迅速。2002年宁波市沉降中心累计沉降量为484.6mm,沉降面积超过175km2,沉降速率为3 ~ 12 mm/a..温岭市西部平原形成了许多沉降带。中心累计沉降超过1300mm,累计地面沉降超过300mm的面积达到36.45km2,成为浙江省地面沉降灾害最严重的地区。
长江三角洲的地面沉降主要是由地下水的开发利用引起的。1970之前,城区纺织工业发达但能源短缺。因此,大量地下水被密集开采,用于纺织厂的空调和冷却,导致地下水位急剧下降,并导致城市地区严重的地面沉降。20世纪90年代以来,随着城市周边乡镇企业的兴起,长三角水环境不断恶化,导致水资源极其丰富的长三角水网地区地表水质量普遍下降,使整个地区成为缺水地区,加剧了农村地区居民缺水,促使地下水开采量急剧增加,形成区域性水位下降漏斗,由此产生的地面沉降现已成为以城市为中心的区域性地质环境问题。
(2)华北平原地区的地面沉降
华北平原地面沉降严重的地区有北京、天津、河北、山东。
1935年北京地面沉降仅发生在西单至东单一带,1935 ~ 1952年局部最大地面沉降仅58毫米,20世纪50年代以后,随着北京地下水的日益开采,逐渐形成了以东郊工业区为中心的区域性地下水位降落漏斗。到1983年5月,北京东郊地面沉降面积达到600km2,累计地面沉降大于100mm,沉降面积达到190km2。大于200mm的聚落面积约为42km2。从1966到1983,北京北郊来广营地面沉降中心沉降约277mm,南部大郊亭地面沉降中心累计沉降约532 mm,1987之后,北京地面沉降影响范围迅速扩大到1800km2,沉降大于200mm的面积达到350km2。
天津位于渤海之滨,地面海拔3 ~ 5m。是中国海拔较低的工业港口城市之一。1959之前,地下水开采区年沉降量约为10 ~ 20mm;1959以后,天津大部分地区沉降超过50mm,1975达到262mm/a。从1959到1988,天津市区累计沉降约1356mm,最大沉降2628mm,沉降面积超过7300km2。
河北平原地面沉降主要形成于20世纪80年代。随着地下水位的下降和地下水位降落漏斗的形成,河北平原逐渐形成沧州、保定、衡水、任丘、南宫、霸州、大城、曲周、唐海等9个主要地面沉降区。截止1998年底,河北平原地面沉降200mm以上,面积48550km2。沧州累计地面沉降已达2250毫米,随着基底断块的差异波动,出现了20多条地裂缝。
山东省德州市地面沉降影响面积已达2037.5km2,累计沉降150 ~ 387mm,沉降中心300~387mm。从70年代末至今,年平均沉降量为25~32.25毫米..自1989以来,济宁市区累计沉降208.9mm,沉降超过60mm的面积近90km2,每年中心最大沉降速率达到48.8mm。
由于北京的第四纪沉积物比较致密,地面沉降及其危害比天津和河北平原要轻。但是,高层建筑等重大工程对地面变形的要求很高,其潜在威胁不容忽视。
(3)魏奋地堑盆地的地面沉降
魏奋地堑沿陕西省渭河和山西省第五大盆地斜向分布。在中国是一个构造活动强烈的地区,基底结构变化很大。由于开采地下水,不仅引起地面沉降,还形成了多条沿构造线分布的地裂缝,逐渐形成了Xi安、大同、太原三个严重的地面沉降和地裂缝区。其中,Xi安地区累计地面沉降达2.6m,产生地裂缝13条,总长73km太原市累计地面沉降3m多,近年来地裂缝灾害加剧,长度达15km。大同、榆次、临汾和运城盆地出现地面沉降和许多地裂缝。
Xi安地面沉降自20世纪60年代初发现以来,已有40多年的历史。截止1996年底,Xi安累计地面沉降已达150km2,扩散范围200km2,最大沉降速率300mm/a,已形成7个沉降中心,累计沉降超过2000mm,最大累计沉降达2600mm。
山西省太原市地面沉降范围南北长约40km,东西宽15km,形成多个沉降中心。目前,塌陷区正在向东部的高新技术开发区发展。1980,太原盆地沉降大于100mm的面积为108km2,沉降中心在吴家宝地区,累计沉降达819mm;1990年吴家宝累计沉降2600mm,10年下沉1781mm,年均下降178.1mm;2002年累计沉降量为3700毫米。
山西省大同市的地面沉降出现在20世纪70年代末。沉降中心累计地面沉降一般为40 ~ 50 mm,最大累计地面沉降为124mm,平均沉降速度为8 ~ 10 mm/a..大同市地面沉降与地下水降落漏斗在时间和空间上有很好的对应关系。